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锋速达通风降温系统

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风机安装与维护

彩钢瓦屋顶通风降温_工控热风烤窑设备简介窑炉百科中压变频器在


工控热风烤窑设备简介
    对于一个玻璃生产企业来说,熔窑是企业的心脏,而玻璃熔窑的烤窑预热工作是影响熔窑使用寿命和产品产量质量的关键因素。

  多年来,我公司为国内外等数十家企业的玻璃熔窑提供过热风烤窑技术服务,得到了各企业的一致好评。2002年,我公司为进一步提高烤窑的装备水平、保证烤窑工作的质量,投重资研究开发了具有国际领先水平的新型烤窑设备。该设备由工控计算机控制风机启停、监测各测点温度及碹体膨胀,使烤窑操作更具科学性,能够避免和减少在以往经常要依靠经验做出判断和因此而产生的误差。

  新设备中包括19台套经过我们一系列革新改进的燃烧器,它采用内外夹套及独特的旋流和切线导流技术,使用介质雾化,可以保证燃烧更加充分、不冒烟、且油的利用率高。新设备中燃烧器与风机改用金属软管连接,燃烧器前的喷火管选用进口优质耐热材料制作,可耐1200℃高温,从而保证了大型和超大型浮法玻璃熔窑烤窑1100℃以上高温过大火的需要。

  烤窑全过程中温度测点的数据采集全部采用量程为0℃—1300℃的铠装热电偶,且各测点温度通过工控计算机实时显示,确保升温更准确、均衡,更贴近升温曲线。另有24套碹体膨胀自动测量器,能不间断的观察碹体的膨胀情况,使拉条的调节更及时、准确,保证碹体的合理膨胀需要。烤窑中风机、碹体膨胀测量器、热电偶通过布置于现场的四个控制柜与计算机连接,在计算机上即可以控制风机的启动和停止,并能及时、准确的了解和掌握燃烧器的运行情况、监控风机灭火报警、升温情况、碹体膨胀情况以及绘制实时升温曲线。

  这套烤窑设备是目前国内最高水平的,能准确的(主控点实际升温曲线与计划曲线的误差小于±3℃)控制熔窑由室温升至1100℃,已经达到发达国家玻璃熔窑烤窑预热标准,而这是国内其它窑炉公司无法达到的,这也是独资和合资玻璃企业不聘请国内窑炉公司烤窑的首要原因。新设备的使用将使熔窑的预热更均匀、充分,从而避免了过大火时温度急剧上升,造成温度梯度过大,使得碹结构尤其是蓄热室部分受热冲击而膨胀加剧,造成墙体裂缝、倾斜等现象,给熔窑今后使用带来的隐患,确保了烤窑操作的科学、安全、合理和可靠性,提高熔窑的使用寿命。

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收录时间:2011年03月22日 03:22:12 来源:未知 作者:


中压变频器在宣钢除尘风机中的应用
       近年来,交流变频调速技术在各行业的应用发展迅速,由于变频调速在调速范围、动态响应、低频转矩、功率因数、效率等方面是以往的交流调速方式无法相比的,并且在节约能源、进步经济效益等方面都发挥了巨大作用,所以它的应用越来越广泛。 


           转炉炼钢具有明显的周期性和连续性特点,生产一炉钢需要30-45min,其中供氧(吹炼)过程为15-20min,一半以上为非吹炼时间,此时风机没有必要高速运行,如将其切换至低速节能状态,可节省大量能源,同时减少设备损耗,对进步设备利用率也十分有益。目前国内转炉一次除尘风机多采用液力耦合器,但由于存在转差损耗等,节能效果不理想,且设备故障率较高。交流变频技术不仅调速平滑,调速范围大,效率高,启动电流小,运行平稳,而且节能效果好,对风机、泵类设备而言是最佳的节能手段,均匀节能效果可以达到30%以上。但是在高电压大功率电机上尚未得到较多推广。究其原因,主要有二:一是大功率电动机供电电压高(3~10kV),而目前变频器开关器件的耐压水平较低,造成电压匹配上的困难;二是高压大容量变频调速装置技术含量高、维护难度大、造价高,而所驱动的负载多数情况下是直接关系到生产、生活的重要设备,大多数用户对它的性能和可靠性心存疑虑,不敢大胆采用。


           宣钢炼钢厂通过对多家单位实际应用效果的多方考察,选用了西门子SIMOVERT MV中压变频器。


           系统结构及特点


           西门子SIMOVERT MV中压变频频器拥有以下明显特点:


           (1)SIMOVERT MV系列变频器采用传统的交—直—交变频器结构,整流部分采用12脉冲二极管整流器,逆变部分采用三电平PWM逆变器。该系列变频器采用传统的电压型变频器结构,通过采用耐压较高的HV—IGBT模块,使得串联器件数减少为12个,随着元件数目的减少,本钱降低,方案变得简洁,水帘厂家,有助于进步可靠性。良好的输进输出波形;满足IEEE-519标准,效率高,使用简单,便于维护,采用高性能的矢量控制技术,提供低速高转矩输出和良好的动态特性,同时具备较强的过载能力。


           (2)SIMOVERT MV系列变频器的逆变部分采用三电平方式,其输出侧需要配置输出滤波器,以获得具有低谐波分量的基本正弦电流特性以及较佳的转矩特性,同时电机的损耗可以降到最低。另外HV—IGBT优点是每次通断电的瞬间电流和电压可以完全控制,dv/dt可以调节,从而减轻对电机尽缘的损坏。


           (3)系统提供多种控制模式,包括线性V/F控制,平方V/F控制,可编程多点设定V/F控制,磁通电流控制,无测速传感器矢量控制,闭环矢量控制等。通过速度反馈选板可构成带反馈的矢量控制闭环,从而可大大进步除尘系统的控制精度和稳定性。


           (4)当变频器工作于限流状态时,不受输出短路的影响,这就避免了当发生电机或电缆短路等故障时,造成变频器功率元件的损坏。


           (5)高性能及成熟的全数字化SIMADYN D控制系统可用作开环控制和闭环控制平台,它具有灵活的标准软件,速度极快的全数字化32位信号处理器,便于操控和观测的良好用户界面,本地诊断程序以及通过调制解调器的远程诊断功能。SIMVOERT MV模块化设计不仅使系统结构十分紧凑,而且也增强了系统的维修便利性,因而进步了系统的可利用率。在设备运行的情况下风扇在半小时内可完成更换。不必使用特殊工具,只需5min就可完成IGBT功率模块的更换工作,光纤触发装置UEL采用可插式结构。SIMADYN D控制板以及供选用的调制解调器接口卡也都是插进式的。模块错误信息的时序记忆功能可迅速排除整个传动系统的故障,例如:断路器、电网欠电压或过电压、变压器监测、风扇故障、电机监测,IGBT监测、直流环节电压、接地故障监测、辅助电压监测等。


           (6)该变频用具有强大的通讯功能,在风机除尘工艺系统中,炉前工艺吹炼状态识别可通过PLC方便实现。由于采用了现场总线技术,该变频器与上位PLC系统之间只需通过Profibus通讯模块和一根通讯电缆实现联结,减少了操纵台及控制台之间大量的电缆连接及因此带来的诸多题目。


           工艺特点


           炼钢的工艺过程以及风机特性是我们选择中压变频器的主要原因。


           炼钢厂氧气顶吹转炉在吹炼过程中产生大量的烟气,用风机抽取烟气经一文、二文水过滤除尘。大部分国内厂家的除尘风机采用液力耦合器调速,虽降低了电能消耗,但节能效果不佳;假如采用中压变频调速,通过网络通讯,及时判定炉前吹炼状态,进而改变风机转速来调节输出风量,这不但方便有效,还可节省大量的电能。


           从风机的工作特性来看,调速控制与风门控制调节风量比较,有着更高的节能效果,通过图1风机的特性曲线可以说明其节能原理。图中,曲线1为风机在恒速(n1)下的风压-风量(H-Q)特性,曲线2为管网风阻特性(风门开度全开)。设工作点为A,输出风量Q1为100%,此时风机轴功率N1与Q1H1的乘积,即和AH1OQ1所包围的面积成正比。


           根据工艺要求,风量需从Q1降至Q2,有两种控制方法:一是风门控制,风机转速不变,调节风门(开度减小),即增加管网阻力,使管网阻力特性变为曲线3,系统工作点由A移到B。由图1可见,风压反而增加,轴功率N2与面积BH2OQ2成正比,减少未几。


        


图1 风机的特性曲线


           另一种是调速控制,风机转速由n1降到n2,根据风机参数的的比例定律,画出在转速n2下的风压-风量(H-Q)特性,如曲线4,工作点由原来的A点移到C点。可见在相同风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率N3与面积CH3OQ2成正比,明显减少,节省的功率损耗ΔN与Q2ΔH的乘积成正比,节能效果是十分明显的。


           由流体力学可知,风量与转速的一次方成正比,风压与转速的平方成正比,轴功率与转速的三次方成正比。当风量减少,风机转速下降时,其消耗的功率降低很多。例如,风量下降到80%,转速也下降到80%,轴功率将下降到额定功率的51.2%。假如风量下降到50%,其轴功率将下降到额定功率的12.5%。考虑到附加控制装置效率的影响,这个节电效果也是很可观的。


           系统调试过程中的题目


           风机在起动过程中,其阻力矩随着转速的上升而迅速上升。当起动完毕后,阻力矩达(0.6-0.9)Me,而转炉风机起动初期,由于滑动轴承中的油膜尚未形成,呈现的静摩擦阻力矩较动摩擦阻力矩大的情况,并且在运行环境中,CO等气体残污粘结,也影响到电动机的起动转矩。由于风机是单吸双支撑结构,启动时轴向力较大,在短时间内风机很难快速启动,有时过流30%可持续10s以上,因此,时常造成变频器过负荷保护性停机。针对这一状况,笔者做了以下调整:


           (1)增加启动时间,减少启动负荷。启机一般都在转炉吹炼之前,此时管路内的空气为冷态(冷态空气密度比热态空气密度要大),达到相同出口风量时,势必会多做功,系统负荷加重。为减少风量,我们将机前调节阀开度打到答应范围内的最小程度,约10°,转炉二文喉口调节阀设定为12°。整个启动过程中风机进口风量可控制在20000m3/h以内。


           (2)由于风机启动时工况比较特殊,在此期间会发生短时电流超过额定电流1.3倍左右(额定电流:175A,峰值电流:210A)。经过笔者多方查证,以为这是变频器答应的。变频器对短时过电流的保持时间可做调节,最大值为30s,我们经过反复实验,调整为12s,此时完全满足了需要。


           (3)由于宣钢炼钢厂的高压电网时常产生波动,使得变频器经常出现35kV过电压故障,需进行内部复位,后来将变频器输进电压答应范围由原来的±5%改为±10%后,故障消除。


           (4)由于主PLC系统选用的是AB公司生产的产品,而变频器选用的是西门子厂家生产的产品,在调试初期,经常出现通讯连接不稳定、数据丢失等题目,这就使得变频器必须直接从操纵台上取风机的高/低速开关量信号来实现对风机的高/低速转换控制。由于这样操纵工相当于手动控制,而且还必须由炉前操纵工通知当前转炉的生产状态才能进行相应的手动高/低速转换动作,给生产带来了很大的不便。针对这一题目,笔者对第三方SST-PFB-CLX通讯模块进行了版本升级,通过对该模块的重新配置,建立了以SST-PFB-CLX模块为主站,变频器为从站的通讯模式,这样相应地就可在原来的控制程序中添加了通讯程序,PLC将采集到的信号进行内部处理后向变频器发出运转指令,变频器经过处理后,实现风机的高/低速调速过程,从而完成了西门子变频器与A-B PLC之间的通讯,实现风机随转炉兑铁和出钢完毕的高低速自动转换。整个过程无需人工干预,不仅降低了操纵工的劳动强度,同时也为后来的转炉煤气自动回收提供了条件。


           从投产后的应用效果来看,变频器限制了起动电流,减少了起动时的峰值功率损耗;改善电网功率因数,变频器使系统功率因数保持在0.95以上;消除了电动机启停时机械的冲击,延长了风机的使用寿命,减少了维护量;系统压力降低,缓解了管道的压力和密封等条件,延长了使用寿命;电机和风机运转速度下降,润滑条件、传动装置的故障率都得以下降。


           效益分析


           吹炼时,风机运行速度为1000r/min,电机电流均匀值I1=100A。


           非吹炼时,风机运行速度为600r/min,电机电流均匀值I2=40A。


           风机每年运行时间按330天计算。


           (1)连续生产时,每炉吹炼周期35min,其中17min为吹炼时间,18min为等待时间。一台转炉天天均匀生产40炉钢,则:


           天天吹炼时间t1: 40×(17÷60)=11.3小时


           天天非吹炼时间t2: 24-11.3=12.7小时


           (2)风机高速时(吹炼状态)电机消耗均匀功率:


           P1=×Ue×I1×CosΦ=×4000×100×0.86=596kW


      ,屋顶负压风机厂家;     (3)风机低速时(非吹炼状态)电机消耗均匀功率:


           P2=×Ue×I2×CosΦ=×2400×40×0.86=143kW


           全天用电量计算:


           W1=P1×t1+P2×t2=596× 11.3+143×12.7=8551kWh


           不采用变频器,用电量与风机始终高速运行相差无几,为:


           W1=P1×(t1+t2)=596×24= 14304kWh


           (4)一台风机一年节省的电费(0.4元/kWh)为:


           330×(14304-8551)×0.4=75.9万元


           从上面的计算可以看出,采用变频器实现转炉风机调速,节能效果和经济效益都十分可观。不仅节约了大量电能,而且由于中压变频器的高可靠性使得一次除尘系统故障率降低,明显地减少了转炉停吹的次数。 


           宣钢炼钢厂80吨转炉一次除尘系统投进变频器后,实现了风机的高低速自动转换过程,与国内同类型钢厂比较,采用变频器进行调速的钢厂较未采用变频器调速的钢厂相比,由于风机原因,减产大为减少,这也在很大程度上说明将变频器应用于转炉风机调速系统具有推广应用价值。


        




什么会引起风机四大故障
    

    风机是一种将原动机的机械能转换为输送气体、并给予气体能量的机械,它是火电厂中不可少的机械设备之一,主要有送风机、引风机、一次风机、密封风机和排粉机等。

        固然风机的故障类型很多,原因也很复杂,但据调查,可总结出风机故障主要分以下四种:

        1、风机轴承振动超标;不停炉处理叶片非工作面积、叶片磨损、风道系统振动、动、静部分相碰会引起风机振动,空预器的腐蚀导致风机振动中断性超标。

        2、轴承温度高;风机轴承温度异常升高的原因有三类:润滑不良、冷却不够、轴承异常。

        3、动叶卡涩;轴流风机动叶调节是通过传动机构带动滑阀改变液压缸两侧油压差实现的。在轴流风机的运行中,有时会出现动叶调节困难或完全不能调节的现象。出现这种现象通常会以为是风机节油系统故障和轮毂内部调节机构损坏等。但在实际中通常是另外一种原因:在风机动叶片和轮毂之间有一定的空隙以实现动叶角度的调节,但不完全燃烧造成碳垢或灰尘堵塞空隙造成动叶调节困难。

        4、保护装置误动。烟气中的灰尘堵塞失速探针的丈量孔和U形管轻易堵塞;现场条件振动大。

       


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收录时间:2011年01月10日 15:44:11 来源:互联网 作者:


高压变频装置在丹河电厂引风机上的应用
    焦作丹河发电有限公司 赵景阳

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0、题目的提出
  焦作丹河发电有限公司#1发电机组容量为110MW,#1炉除尘器改造后,#1炉甲乙引风电机由475KW增容至1000KW,容量比原来电机增加了525KW,使厂用电率升高。而电机的变频调速运行,是降低厂用电率、节电增效的有效措施及有效手段。#1炉电机调速用挡板调节,风道压流损失严重,浪费大,通过变频调速,实现了电机转速连续无级调速,调速范围宽,调节精度高,效率高,实现了电机的软启动,减少了启动冲击及设备磨损。另外变频装置较安装方便,只需在原断路器与电机之间串联变频装置即可,无需对负载和电机做任何改动;正常运行后,可靠性高,基本上无维护量。通过对引风机进行变频改造而达到节能增效,无疑是必要的。
1、HARSVERT-A06/105型高压变频装置原理
  变频装置采用多电平串联技术,6KV系统结构见图1,由移相变压器、功率单元和控制器组成。6KV系列有21个功率单元,每7个功率单元串联构成一相。

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  每个功率单元结构上完全一致,可以互换,其电路结构见图2,为基本的交-直-交单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制,可得到如图3所示的波形

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  输进侧由移相变压器给每个单元供电,移相变压器的副边绕组分为三组,构成42脉冲整流方式;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形,使其负载下的网侧功率因数接近1。
  另外,由于变压器副边绕组的独立性,使每个功率单元的主回路相对独立,类似常规低压
变频器
  输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电,通过对每个单元的PWM波形进行重组,可得到如图4所示的门路PWM波形。这种波形正弦度好,dv/dt小,可减少对电缆和电机的尽缘损坏,无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长,电机不需要降额使用,可直接用于旧设备的改造;同时,电机的谐波损耗大大减少,消除了由此引起的机械振动,减小了轴承和叶片的机械应力。

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  当某一个单元出现故障时,通过使图2中的软开关节点K导通,可将此单元旁路出系统而不影响其他单元的运行,变频器可持续降额运行;如此可减少很多场合下停机造成的损失。避免了由于一个大功率高压开关器件的故障而导致整机的故障产生,以致停机。保证了多电平变频器的可靠性。

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2、变频改造方案简介
  #1 炉引风机是两台双侧布置,目前其引风机的出力调节由人工调节挡板来实现。由于引风机设计时冗余功率较大,加上风量控制采用档风板引起的阻力损耗,造成厂用电率高,影响机组的经济运行。
电动机参数         引风机参数
型号:Y560-8        型号: Y4-73-11-27D
额定功率:1000kW     额定风量:425700m3/h
额定电压:6kV       额定风压: 5064Pa
额定电流:118.6A     介质温度: 90℃
额定频率:50HZ
额定转速:744r/min
  根据1#炉目前的实际运行情况,考虑实际负荷情况,经对改造前引风机电机档板调节情况,可采用的变频器电流按100A左右来选择,这样比原电机额定电流118.6A减少了18.6A,也为设备的选取节省了一笔不小的开支。经过充分的市场调研,最后经招标选定北京利德华福技术有限公司生产的HARSVERT-A06/105型高压变频装置,额定电流105A。
  为了充分保证系统的可靠性,为变频器同时加装工频旁路装置,变频器异常时,变频器停止运行,电机可以直接手动切换到工频下运行。工频旁路由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成(见图,其中QF为甲方原有高压开关)。要求QS2不能与QS3同时闭合,在机械上实现互锁。变频运行时,QS1和QS2闭合,QS3断开;工频运行时,QS3闭合,QS1和QS2断开。
  为了实现变频器故障的保护,变频器对6KV开关QF进行联锁,一旦变频器故障,变频器跳开QF,要求甲方对QF的合分闸电路进行适当改造。工频旁路时,变频器应答应QF合闸,撤消对QF的跳闸信号,使电性能正常通过QF合闸工频启动。
  变频调速系统配置上位机,上位机可安装在控制室,通过上位机可以对变频器进行启动、停机、调速等控制,并可在上位机上显示变频器的运行数据和当前状态。为了保障调速系统的可靠性,在操纵台配置对变频器的控制按钮,也可以对变频器实施启动、停机、加速和减速控制。
3、变频装置调试数据对比

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4、变频改造后的效益计算
(应按实际测试结果计算,测试数据看附件的测试记录)
1)110MW时每小时节约电量
  改造前引风机功率:0.9539*6*67* *0.8506=565kw
  改造后引风机功率:0.9539*6*29*1.05* *0.8506=257kw(565-257)*2=616kw
2)80MW时每小时节约电量
  改造前引风机功率:0.9539*6*60* *0.8506=506kw
  改造后引风机功率:0.9539*6*21*1.05* *0.8506=186kw(506-186)*2=640kw
3)60MW时每小时节约电量
  改造前引风机功率:0.9539*6*55* *0.8506=464kw
  改造后引风机功率:0.9539*6*11*1.05* *0.8506=97kw(464-97)*2=734kw
#1机2002年实际运行小时为7764小时,全年节电量为:
   7764*(616*25%+640*50%+734*25%)=5104830Kwh
  每Kwh按0.22元/Kwh计算
  全年节约用度为5104830*0.22=112.31万元
  另外,由于HARSVERT-A系列变频器功率因数可达0.95以上,大于电机功率因数0.8506,减少无功,进步上端设备利用率。并且电机实现软启动,可避免因大电流启动造成对电机尽缘及大电动力冲击对电机寿命的影响,减少电机维护量,节约检验维护用度。



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